第三版机械制造工艺学第二章习题解答.pdfVIP

1 机械制造工艺学部分习题解答 2机械制造工艺学部分习题解答 2 第二章：机械加工工艺规程设计第二章：机械加工工艺规程设计（第（第 3 版版 P94） 2-1 何谓机械加工工艺规程？工艺规程在生产中起何作用？ 概念题，见教材 何谓机械加工工艺规程？工艺规程在生产中起何作用？ 概念题，见教材 P25. 2-2 简述机械加工工艺过程卡和工序卡的主要区别以及它们的应用场合？ 概念题，见教材 简述机械加工工艺过程卡和工序卡的主要区别以及它们的应用场合？ 概念题，见教材 P25. 2-3 简述机械加工工艺过程的设计原则、步骤和内容。 见教材 简述机械加工工艺过程的设计原则、步骤和内容。 见教材 P25-31. 2-4 试分析图所示零件有哪些结构工艺性问题并提出正确的改进意见。试分析图所示零件有哪些结构工艺性问题并提出正确的改进意见。 解：解： 1）键槽设置在阶梯轴 90 方向上，需两次装夹加工。将阶梯轴的两个键槽设计在同一方向上， 一次装夹即可对两个键槽加工。 2）车螺纹时，螺纹根部易打刀；且不能清根。设置退刀槽，可使螺纹清根；操作相对容易，可避 免打刀。 3）两端轴颈须磨削加工，因砂轮圆角而不能清根；设置退刀槽，磨削时可以清根。 2 2-7 何谓经济精度？选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些？何谓经济精度？选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些？ 答： （P34）经济精度在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等 级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度。 选择加工方法时应考虑（P35） ：根据零件表面、零件材料和加工精度以及生产率要求，考虑本厂 现有的工艺条件，考虑加工经济精度等因素。 2-8 在大批量生产条件下，加工一批直径为在大批量生产条件下，加工一批直径为，长度为，长度为 58mm 的光轴，其表面粗糙度的光轴，其表面粗糙度 ，材料为，材料为 45 钢，试安排其加工路线。钢，试安排其加工路线。 答：粗车半精车粗磨精磨精密磨削。 2-9 图图 4-71 所示箱体零件的两种工艺安排如下：所示箱体零件的两种工艺安排如下： (1) 在加工中心上加工：粗、精铣底面；粗、精铣顶面；粗镗、半精镗、精镗在加工中心上加工：粗、精铣底面；粗、精铣顶面；粗镗、半精镗、精镗80H7 孔和孔和60H7 孔；粗、精铣两端面。孔；粗、精铣两端面。 (2) 在流水线上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗、精铣两端面；粗镗削、半精镗在流水线上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗、精铣两端面；粗镗削、半精镗80H7 孔和孔和60H7 孔，留精镗余量；粗刨、半精刨、精刨顶面；精镗孔，留精镗余量；粗刨、半精刨、精刨顶面；精镗80H7 孔和孔和60H7 孔；精刨底面。孔；精刨底面。 试分别分析上述两种工艺安排有无问题，若有问题请提出改进意见。试分别分析上述两种工艺安排有无问题，若有问题请提出改进意见。 答：(1) 应在先加工底面、顶面之后，加工两端面，因为底面、端面是定位表面，定位表面加工之 后，再进行镗孔。按照制度工艺规程的原则应该是先面后孔、基准先行，故应把粗、精铣两端面放到 镗孔的前面。 (2) 孔加工时，应以底面作基准，所以底面的精加工应放到镗孔加工之前。 2-10 何谓毛坯余量？何谓工序余量？影响工序余量的因素有哪些？何谓毛坯余量？何谓工序余量？影响工序余量的因素有哪些？ 3 答：毛坯余量即加工总余量毛坯尺寸与零件尺寸之差。 工序余量相邻两工序基本尺寸之差。 影响工序余量的因素有：上工序的尺寸公差 Ta，上工序产生的表面粗糙度 Ry 和表面缺陷层 Ha， 上工序留下的空间误差 ea，本工序的装夹误差b 四个部分。 2-11 图图 2-76 所示小轴系大量生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图样 要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差，见表 所示小轴系大量生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图样 要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差，见表 2-26 毛坯的尺寸公差为毛坯的尺寸公差为1.5mm。试计算工序 尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。 。试计算工序 尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。 解解：该题主要是工序尺寸及公差的计算，参照教材 P47-48，将计算过程列表表示。 工序名称 工序余量 /mm 工 序工序基本尺寸 /mm 工序尺寸标注 /mm精度/mm表面粗糙度 Ra 精磨0.10h60.23030h6 粗磨0.40h81.2530+0.1=30.130.1h8 精车1.10h96.330.1+0.4=30.530.5h9 粗车3.00h1212.530.5+1.1=31.631.6h12 毛坯(热轧)1.531.6+3.00=34.6 34.61.5 上述表中 4 个工序尺寸已经符合入体原则（因为计算机打印不方便） ，h 公差上偏差为 0，下偏差 不为 0。 已知精磨工序余量 Zb=0.10mm，Tb=0.013mm，前道工序粗磨公差 Ta=0.033mm，根据教材 P44 图 2-17 的几何关系，可得 Zmax=Zb+Tb=0.10+0.013=0.113mm； Zmin=Zb-Ta=0.10-0.033=0.067mm; TZ=Ta+Tb=0.033+0.013=0.046mm。 2-13 在图在图 4-73 所示的工件中，所示的工件中，不便 直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。 不便 直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。 4 解：尺寸链如左图所示，图中 L3 为封闭环，L1, L2, L4 为组成环， 且 L1 为减环，L2, L4 为增环。 求 L4 的基本尺寸，由 L3=(L2+L4)-L1 得 L4=L3+L1-L2=20+70-60=30mm 由 ES3=ES4+ES2-EI1得ES4=ES3-ES2+EI1=0.15-0+(-0.05)=0.1mm 由 EI3=EI4+EI2-ES1得EI4=EI3-EI2+ES1=0-(-0.025)+(-0.025)=0mm 故测量尺寸应为mm。 2-14 图图 4-74 为某零件的一个视图， 图中槽深为为某零件的一个视图， 图中槽深为 +0.3 0 5mm， 该尺寸不便直接测量， 为检验槽深是否合格， 可直接测量哪些尺寸？试标出它们的尺寸及公差。 ， 该尺寸不便直接测量， 为检验槽深是否合格， 可直接测量哪些尺寸？试标出它们的尺寸及公差。 解：解：第一种方法第一种方法 测量键槽的槽低到外圆最远素线的距离，尺寸链如左图(a)所示； 槽深 L0 为封闭环，外径 L1 为增环，测量尺寸 L2 为减环。 L2 的公称尺寸为：L2=L1-L0=90-5=85 由 ES0=ES1-EI2 得 EI2=ES1-ES0=0-0.3=-0.3 由 EI0=EI1-ES2 得 ES2=EI1-EI0=-0.1-0=-0.1，所以 0.1 20.3 85L mm。当然第一种测量方法较好当然第一种测量方法较好。 第二种方法第二种方法 测量键槽槽底到内孔壁的厚度，尺寸链如左图(b)所示； 槽深 +0.3 00 5L 为封闭环， 0 10.05 45L 为增环， 2 00.025L 为同轴度公差， 0.025 30 30L , L2，L3，L4 均为减环；求 L4 的尺寸及公差。 L4 的公称尺寸为：L4=L1-L0-L2-L3=45-5-0-30=10mm； 由 ES0=ES1-EI2-EI3-EI4，得 EI4=ES1-EI2-EI3-ES0=0-(-0.025)-0-0.3=-0.275； 5 由 EI0=EI1-ES2-ES3-ES4，得 ES4=EI1-ES2-ES3-EI0=-0.05-0.025-0.025-0= -0.1； 所以 0.1 40.275 10L mm. （考虑同轴度的影响，把同轴度作为一个尺寸链进行计算！ ）（考虑同轴度的影响，把同轴度作为一个尺寸链进行计算！ ） 2-15 某齿轮零件，其轴向设计尺寸如图某齿轮零件，其轴向设计尺寸如图 4-75 所示，试根据下述工艺方案标注各工序尺寸的公差：所示，试根据下述工艺方案标注各工序尺寸的公差： 1）车端面）车端面 1 和和 4；2）以端面）以端面 1 为轴向定位基准车端面为轴向定位基准车端面 3，直接测量端面，直接测量端面 4 和端面和端面 3 之间的距离；之间的距离； 3）以端面）以端面 4 为轴向定位基准车端面为轴向定位基准车端面 2，直接测量端面，直接测量端面 1 和端面和端面 2 之间的距离（提示：属于公差分配问 题） 。 之间的距离（提示：属于公差分配问 题） 。 解：根据题意，尺寸链上图所示，在图中 A0 为封闭环，A3 为增环，A1，A2 为减环。 A1，A2 的公称尺寸，mm. 由于 按大致 IT11 级精度考虑，T3=0.16，则 T1=T2=0.07； 取 A1，A2 为对称公差，计算 A3 的上下偏差。 由于 ES0=ES3-EI1-EI2，可得 ES3=ES0+EI1+EI2=0.15-0.035-0.035=0.08； 由于 EI0=EI3-ES1-ES2，可得 EI3=EI0+ES1+ES2=-0.15+0.035+0.035=-0.08； 所以，mm。 2-16 图图 4-76 所示小轴的工艺过程为：车外圆至所示小轴的工艺过程为：车外圆至 0 0.1 30.5mm，铣键槽深度为，铣键槽深度为 0 H T H ，热处理，磨削外热处理，磨削外 圆至圆至 0.036 0.015 30 mm。设磨削后外圆与车后外圆的同轴度公差为设磨削后外圆与车后外圆的同轴度公差为，求保证键槽深度为，求保证键槽深度为 0.2 0 4mm 的铣槽深度的铣槽深度 0 H T H 。 6 解：解：尺寸链如上右图所示，需考虑同轴度公差的影响因素。尺寸链如上右图所示，需考虑同轴度公差的影响因素。 图中图中 L0为封闭环，为封闭环，L2，L3，L4为增环，为增环，L1为减环。 已知 为减环。 已知， ，求解，求解 L4 。 由于 。 由于 L0=L2+L3+L4-L1，所以，所以，L4=L0+L1-L2-L3=4.25； 由于 ； 由于 ES0=ES2+ES3+ES4-EI1， 所以， ， 所以，ES4=ES0+EI1-ES2-ES3=0.2+(-0.05)-0.025-0.018=0.107； 由于 ； 由于 EI0=EI2+EI3+EI4-ES1， 所以， ， 所以，EI4=EI0+ES1-EI2-EI3=0+0-(-0.025)-0.0075= 0.0175； 所以，所以，mm 2-17 一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至mm，渗碳淬火，磨外圆至，渗碳淬火，磨外圆至mm。试 计算保证淬火层深度为 。试 计算保证淬火层深度为 0.71.0mm 的渗碳工序渗入深度的渗碳工序渗入深度 t。 解：尺寸链如图解：尺寸链如图 4-16 相同（按半径建立尺寸链） ，图中相同（按半径建立尺寸链） ，图中 L3 为封闭环，为封闭环，L2，L4 为增环，为增环，L1 为减环。 已知 为减环。 已知，求解求解 L4 。 由于 。 由于 L3=L2+L4-L1，所以，所以，L4=L1+L3-L2=10.3+0.7-10=1； 由于 ； 由于 ES3=ES2+ES4-EI1，所以，所以，ES4=ES3+EI1-ES2=0.3+(-0.02)-0=0.28； 由于 ； 由于 EI3=EI2+EI4-ES1，所以，所以，EI4=EI3+ES1-EI2=0+0-(-0.01)=0.01； 所以， ； 所以，mm 4-18 图图 4-77a 所示为某零件轴向尺寸简图，其部分工序如图所示为某零件轴向尺寸简图，其部分工序如图 b、c、d 所示。试校核工序图上所标注的 工序尺寸及公差是否正确，如有错误，应如何改正？ 所示。试校核工序图上所标注的 工序尺寸及公差是否正确，如有错误，应如何改正？ 7 解： 尺寸链如上图所示，在图中为增环，为封闭环，求减环 A2 的尺寸。 公称尺寸：A2=A1-A0=40-10=30mm； 由 ES0=ES1-EI2 得到EI2=ES1-ES0=0-0.4=-0.4； 由 EI0=EI1-ES2 得到ES2=EI1-EI0=-0.3-0=-0.3； 所以，mm，图 d)中标注的尺寸是不对的，应标注计算出来的 A2 的尺寸。 2-19 拟用数控镗床加工某箱体的孔系， 该箱体拟用数控镗床加工某箱体的孔系， 该箱体 O1, O2 孔的位置尺寸如图孔的位置尺寸如图 4-78 所示， 试确定镗孔顺序， 并计算有关坐标尺寸及坐标尺寸公差。 所示， 试确定镗孔顺序， 并计算有关坐标尺寸及坐标尺寸公差。 解：镗孔的顺序应该是先镗孔 O1，然后根据坐标尺寸镗孔 O2，可根据上图尺寸链求出坐标尺寸 及公差，上述尺寸链是一个平面尺寸链的问题。 已知：A2=18，R1=121.1250.05， 8 A1=R1*cos=119.78mm；其对称公差为：T1=TR*cos=0.0494 A2 的对称公差为：T2=TR*sin=0.00743 所以，mm ;mm 。 2-20 何谓劳动生产率？提高机械加工劳动生产率的工艺措施有哪些？何谓劳动生产率？提高机械加工劳动生产率的工艺措施有哪些？ 答：劳动生产率单位时间内生产产品数量称为劳动生产率。 （P184-188）提高劳动生产率的措施有：1）缩短基本时间；2）减少辅助时间或者辅助时间与基 本时间重叠；3）减少布置工作时间；4）减少准备时间和终结时间。 2-21 何谓时间定额？何谓单件时间？如何计算单件时间？何谓时间定额？何谓单件时间？如何计算单件时间？ 答： （P183）时间定额在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需要消耗的时 间。 单件时间完成一件产品所需要的基本时间、辅助时间、布置工作地时间和休息时间之和。 如何计算单件时间（P184 式(4-24)） ：T 单件=t 基+t 辅+t 布置+t 休 2-22 何谓生产成本与工艺成本？两者有何区别？比较不同工艺方案的经济性时， 需要考虑哪些因素？何谓生产成本与工艺成本？两者有何区别？比较不同工艺方案的经济性时， 需要考虑哪些因素？ 答： （P188）生产成本包括两部分费用，一部分费用与工艺过程直接有关，另一部分费用与工 艺过程不直接有关（例如行政人员工资、厂房折旧费、照明费、采暖费等） 。 工艺成本与工艺过程直接有关的费用。工艺成本约占零件生产成本的 70-75。 比较工艺方案的经济性时需